Áp dụng nguyên lí bất định
Nguyên lí bất định Heisenberg có một số công dụng thực tiễn hấp dẫn. Chụp ảnh cộng hưởng từ, chẳng hạn, dựa trên mối liên hệ giữa tần số của một photon vô tuyến và động lượng của nó. Nguyên lí bất định nói rằng chúng ta không thể biết đồng thời tần số của một photon và vị trí của nó, thế nên trong một vụ nổ photon vô tuyến có vị trí đã biết, thì các tần số sẽ không xác định và phân tán trên một phạm vi rộng – thật hoàn hảo để khảo sát những bộ phận khác nhau của cơ thể người.
Nguyên lí bất định còn có một số hệ quả cơ bản khác. Nó khống chế kích cỡ của các orbital electron, và vì thế khống chế kích cỡ của chính các nguyên tử. Nó cũng giải thích vì sao các electron và proton tích điện trái dấu trong nguyên tử không bị hút về phía nhau: chuyển động càng gần về phía hạt nhân sẽ càng ấn định chặt vị trí của electron đến mức độ bất định về động lượng của nó sẽ rất lớn. Sự chui hầm lượng tử là một hiện thân khác của nguyên lí bất định, trong khi các hạt ảo chỉ có thể tồn tại do sự bất định ở năng lượng chính xác của không gian.
Sự mất kết hợp lượng tử
Nếu chúng ta muốn đo một tính chất nào đó của một hệ lượng tử – nói ví dụ, năng lượng của một electron hay vị trí của một proton – ta có thể làm thế với độ chuẩn xác lớn. Khi chúng ta tiến hành những phép đo này, thì người ta nói hàm sóng bị suy sụp. Tuy nhiên, đây là một sự nhầm lẫn về ngôn từ, thật ra một hạt không hề mất các tính chất dạng sóng của nó khi một phép đo được thực hiện. Một cách tốt hơn để mô tả cái xảy ra là nói rằng thông tin lượng tử bị rò rĩ khỏi hệ. Hiệu ứng này, gọi là sự mất kết hợp, được nêu ra vào năm 1970 bởi Heinz-Dieter Zeh.
Zeh đề xuất rằng khi hàm sóng của một dụng cụ đo đi đến tiếp xúc với hàm sóng của một hạt, thì nó gây ra giao thoa làm cho hàm sóng hạt phân hủy, cho phép đo lường chính xác. Nhìn ở mặt nào đó, đây là cái đối lập với sự chồng chất: các sóng đôi co bởi sự giao thoa triệt tiêu thay vì tăng cường bởi sự chồng chất. Vì hàm sóng của các vật lớn liên tục tiếp xúc với hàm sóng của môi trường xung quanh, thành ra chúng phân huỷ nhanh hơn nhiều, giải thích vì sao “sự nhạt nhòa lượng tử” không biểu hiện ở các cấp độ thường ngày.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
